Java反射機制深(shen)入詳解
一.概念
反射就是把(ba)Java的各(ge)種成(cheng)分映射成(cheng)相應(ying)的Java類(lei)。
Class類(lei)的構造方法是private,由JVM創建。
反射是(shi)java語(yu)言(yan)的一(yi)個特(te)性(xing),它允(yun)程(cheng)序在(zai)運行時(shi)(注意不(bu)是(shi)編譯的時(shi)候)來進行自(zi)我檢查并且(qie)對內部的成員進行操(cao)作。例如它允(yun)許一(yi)個java的類獲取(qu)他所有(you)的成員變量和方(fang)法并且(qie)顯(xian)示出來。Java 的這一(yi)能力在(zai)實際應用(yong)中(zhong)也許用(yong)得不(bu)是(shi)很多,但是(shi)在(zai)其它的程(cheng)序設計語(yu)言(yan)中(zhong)根本就(jiu)(jiu)不(bu)存(cun)在(zai)這一(yi)特(te)性(xing)。例如,Pascal、C 或者 C++ 中(zhong)就(jiu)(jiu)沒有(you)辦法在(zai)程(cheng)序中(zhong)獲得函數(shu)定(ding)義相關的信息。 (來自(zi)Sun)
JavaBean 是 reflection 的實際應用之(zhi)一,它能讓(rang)一些工(gong)具可(ke)視化的操作(zuo)軟(ruan)件組件。這(zhe)些工(gong)具通過 reflection 動態的載(zai)入并取得 Java 組件(類) 的屬性。
反(fan)(fan)射是從1.2就有的(de),后面的(de)三大(da)框(kuang)架都會用到反(fan)(fan)射機制,涉及到類"Class",無法直接new CLass(),其對象是內存里的(de)一份(fen)字節(jie)碼.
Class 類(lei)(lei)的實例表示正(zheng)在(zai)運(yun)行的 Java 應用程(cheng)序(xu)中的類(lei)(lei)和接口。枚舉是(shi)一(yi)種(zhong)類(lei)(lei),注(zhu)釋是(shi)一(yi)種(zhong)接口。每(mei)個數組(zu)屬于(yu)被映射為(wei) Class 對(dui)象(xiang)的一(yi)個類(lei)(lei),所有具有相同元素類(lei)(lei)型(xing)和維數的數組(zu)都(dou)共(gong)享該 Class 對(dui)象(xiang)。基本的 Java類(lei)(lei)型(xing)(boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double)和關鍵(jian)字 void 也表示為(wei) Class 對(dui)象(xiang)。Class 沒(mei)有公(gong)共(gong)構造方(fang)(fang)法。Class 對(dui)象(xiang)是(shi)在(zai)加載類(lei)(lei)時(shi)由(you) Java 虛擬機以及(ji)通過(guo)調用類(lei)(lei)加載器中的 defineClass 方(fang)(fang)法自動構造的。
1 Person p1 = new Person(); 2 //下(xia)面(mian)的這三(san)種(zhong)方式都可以得(de)到字(zi)節碼 3 CLass c1 = Date.class(); 4 p1.getClass(); 5 //若存在則加載,否則新建,往往使用(yong)第三(san)種(zhong),類的(de)名字在寫源程序(xu)時不需要(yao)知道(dao),到運行時再(zai)傳遞過來 6 Class.forName("java.lang.String");
CLass.forName()字(zi)節(jie)碼(ma)已經(jing)加(jia)載(zai)到java虛(xu)擬(ni)機中(zhong)(zhong),去得到字(zi)節(jie)碼(ma);java虛(xu)擬(ni)機中(zhong)(zhong)還沒有生(sheng)成(cheng)字(zi)節(jie)碼(ma) 用類加(jia)載(zai)器進行加(jia)載(zai),加(jia)載(zai)的(de)字(zi)節(jie)碼(ma)緩沖到虛(xu)擬(ni)機中(zhong)(zhong)。
考慮下(xia)面這(zhe)個(ge)簡單的(de)例子,讓我(wo)們看看 reflection 是如何工作的(de)。
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1 import java.lang.reflect.*; 2 3 public class DumpMethods { 4 public static void main(String args[]) { 5 try { 6 Class c = Class.forName("java.util.Stack"); 7 8 Method m[] = c.getDeclaredMethods(); 9 10 for (int i = 0; i < m.length; i++) 11 System.out.println(m[i].toString()); 12 } 13 catch (Throwable e){ 14 System.err.println(e); 15 } 16 } 17 }
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1 public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop() 2 public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object) 3 public boolean java.util.Stack.empty() 4 public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek() 5 public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)
這樣就列出了java.util.Stack 類(lei)的各方法(fa)名以及它們的限制符和返(fan)回(hui)類(lei)型。這個(ge)程(cheng)序使用(yong) Class.forName 載入指定(ding)的類(lei),然后調(diao)用(yong) getDeclaredMethods 來(lai)獲取這個(ge)類(lei)中(zhong)(zhong)定(ding)義了的方法(fa)列表。java.lang.reflect.Methods 是用(yong)來(lai)描述某(mou)個(ge)類(lei)中(zhong)(zhong)單個(ge)方法(fa)的一(yi)個(ge)類(lei)。
以(yi)下示(shi)例(li)使用 Class 對象來(lai)顯示(shi)對象的類(lei)名(ming):
1 void printClassName(Object obj) { 2 System.out.println("The class of " + obj + 3 " is " + obj.getClass().getName()); 4 }
還可以使用一個類字面值(JLS Section 15.8.2)來獲取(qu)指定(ding)類型(xing)(或 void)的 Class 對象。例如:
1 System.out.println("The name of class Foo is: "+Foo.class.getName());
在沒(mei)有對象(xiang)實(shi)例(li)的時候(hou),主(zhu)要有兩種辦法。
//獲得類(lei)類(lei)型的兩種方式 Class cls1 = Role.class; Class cls2 = Class.forName("yui.Role");
注意第二(er)種方式(shi)中(zhong),forName中(zhong)的(de)(de)參數一(yi)定是完整的(de)(de)類(lei)名(ming)(包名(ming)+類(lei)名(ming)),并且這個方法需要捕獲異(yi)常。現在得到cls1就可以創建一(yi)個Role類(lei)的(de)(de)實例(li)了,利用Class的(de)(de)newInstance方法相(xiang)當于調用類(lei)的(de)(de)默認(ren)的(de)(de)構(gou)造器(qi)。
1 Object o = cls1.newInstance(); 2 //創建一個(ge)實例 3 //Object o1 = new Role(); //與上面(mian)的方法等價(jia)
二.常用方法
1.isPrimitive(判斷是否是基本類(lei)型的(de)字節碼(ma))
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1 public class TestReflect { 2 public static void main(String[] args) { 3 // TODO Auto-generated method stub 4 String str = "abc"; 5 Class cls1 = str.getClass(); 6 Class cls2 = String.class; 7 Class cls3 = null;//必須要加(jia)上null 8 try { 9 cls3 = Class.forName("java.lang.String"); 10 } catch (ClassNotFoundException e) { 11 // TODO Auto-generated catch block 12 e.printStackTrace(); 13 } 14 System.out.println(cls1==cls2); 15 System.out.println(cls1==cls3); 16 17 System.out.println(cls1.isPrimitive()); 18 System.out.println(int.class.isPrimitive());//判定指(zhi)定的 Class 對象是否(fou)表示一個基本類型(xing)。 19 System.out.println(int.class == Integer.class); 20 System.out.println(int.class == Integer.TYPE); 21 System.out.println(int[].class.isPrimitive()); 22 System.out.println(int[].class.isArray()); 23 } 24 } 25 /* 26 * true 27 true 28 false 29 true 30 false 31 true 32 false 33 true 34 35 */ 36 */
2.getConstructor和getConstructors()
java中構造方法沒(mei)有先后(hou)順(shun)序(xu),通過類型和(he)參(can)數個(ge)數區分。
1 public class TestReflect { 2 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException { 3 // TODO Auto-generated method stub 4 String str = "abc"; 5 6 System.out.println(String.class.getConstructor(StringBuffer.class)); 7 } 8 }
3.Filed類代(dai)表某一(yi)類中的一(yi)個成(cheng)員變量。
1 import java.lang.reflect.Field; 2 public class TestReflect { 3 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception { 4 ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4); 5 Field fieldx = rp1.getClass().getField("x");//必須是x或者y 6 System.out.println(fieldx.get(rp1)); 7 8 /* 9 * private的成(cheng)員變量必須使用getDeclaredField,并setAccessible(true),否(fou)則看得到(dao)拿不(bu)到(dao) 10 */ 11 Field fieldy = rp1.getClass().getDeclaredField("y"); 12 fieldy.setAccessible(true);//暴力(li)反(fan)射 13 System.out.println(fieldy.get(rp1)); 14 15 } 16 } 17 18 class ReflectPointer { 19 20 public int x = 0; 21 private int y = 0; 22 23 public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相當于右鍵source 24 super(); 25 // TODO Auto-generated constructor stub 26 this.x = x; 27 this.y = y; 28 } 29 }
4.
三.典型例題
1.將所(suo)有String類型(xing)的成(cheng)員變(bian)量里的b改(gai)成(cheng)a。
1 import java.lang.reflect.Field; 2 public class TestReflect { 3 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception { 4 ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4); 5 changeBtoA(rp1); 6 System.out.println(rp1); 7 8 } 9 10 private static void changeBtoA(Object obj) throws RuntimeException, Exception { 11 Field[] fields = obj.getClass().getFields(); 12 13 for(Field field : fields) { 14 //if(field.getType().equals(String.class)) 15 //由于字節碼(ma)只有一份(fen),用(yong)equals語義不準(zhun)確(que) 16 if(field.getType()==String.class) { 17 String oldValue = (String)field.get(obj); 18 String newValue = oldValue.replace('b', 'a'); 19 field.set(obj,newValue); 20 } 21 } 22 } 23 } 24 25 class ReflectPointer { 26 27 private int x = 0; 28 public int y = 0; 29 public String str1 = "ball"; 30 public String str2 = "basketball"; 31 public String str3 = "itcat"; 32 33 public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相當于右鍵source 34 super(); 35 // TODO Auto-generated constructor stub 36 this.x = x; 37 this.y = y; 38 } 39 40 @Override 41 public String toString() { 42 return "ReflectPointer [str1=" + str1 + ", str2=" + str2 + ", str3=" 43 + str3 + "]"; 44 } 45 }
2.寫(xie)一個程序根據(ju)用(yong)戶提(ti)供的類名,調用(yong)該類的里的main方法。
為什么要用反射(she)的方式呢?
1 import java.lang.reflect.Field; 2 import java.lang.reflect.Method; 3 4 public class TestReflect { 5 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception { 6 String str = args[0]; 7 /* 8 * 這(zhe)(zhe)樣會數(shu)(shu)組角(jiao)標越界,因(yin)為壓根沒有這(zhe)(zhe)個(ge)字(zi)符數(shu)(shu)組 9 * 需要右(you)鍵在run as-configurations-arguments里(li)輸入b.Inter(完整類名) 10 * 11 */ 12 Method m = Class.forName(str).getMethod("main",String[].class); 13 //下面這兩種方式都可(ke)以,main方法需(xu)要一個(ge)參數 14 15 m.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}}); 16 m.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333"});//這個(ge)可以說明(ming),數(shu)組也是Object 17 /* 18 * m.invoke(null, new String[]{"111","222","333"}) 19 * 上面的不(bu)可以,因為java會自動拆包 20 */ 21 } 22 } 23 24 class Inter { 25 public static void main(String[] args) { 26 for(Object obj : args) { 27 System.out.println(obj); 28 } 29 } 30 }
3.模擬 instanceof 操作符
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1 class S { 2 } 3 4 public class IsInstance { 5 public static void main(String args[]) { 6 try { 7 Class cls = Class.forName("S"); 8 boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37)); 9 System.out.println(b1); 10 boolean b2 = cls.isInstance(new S()); 11 System.out.println(b2); 12 } 13 catch (Throwable e) { 14 System.err.println(e); 15 } 16 } 17 }
在這個(ge)例子中創建了(le)一個(ge)S 類的(de) Class 對象,然后檢查(cha)一些對象是否是S的(de)實例。Integer(37) 不(bu)是,但(dan) new S()是。
四.Method類
代表類(不是對象)中的某(mou)一(yi)方(fang)法。
1 import java.lang.reflect.Field; 2 import java.lang.reflect.Method; 3 /* 4 * 人在(zai)黑板上畫(hua)圓,涉及三個對(dui)象,畫(hua)圓需要(yao)圓心和半徑(jing),但(dan)是是私有的,畫(hua)圓的方法 5 * 分(fen)配(pei)給人不(bu)合適。 6 * 7 * 司機踩(cai)剎車,司機只是給列車發出指令,剎車的動作還需要列車去(qu)完(wan)成。 8 * 9 * 面試(shi)經常考(kao)面向(xiang)對象的設計,比如人關門,人只是(shi)去推(tui)門。 10 * 11 * 這就(jiu)是專家模式:誰(shui)擁有數據(ju),誰(shui)就(jiu)是專家,方法(fa)就(jiu)分配給(gei)誰(shui) 12 */ 13 public class TestReflect { 14 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception { 15 String str = "shfsfs"; 16 //包開頭(tou)是(shi)com表示是(shi)sun內部用(yong)(yong)的(de),java打(da)頭(tou)的(de)才是(shi)用(yong)(yong)戶的(de) 17 Method mtCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class); 18 Object ch = mtCharAt.invoke(str,1);//若第一個參(can)數是null,則肯定是靜態方法 19 System.out.println(ch); 20 21 System.out.println(mtCharAt.invoke(str, new Object[]{2}));//1.4語法 22 23 } 24 25 }
五.數組的反射
Array工具類用于完成數(shu)組(zu)的反射操作。
同(tong)類型同(tong)緯度有(you)相同(tong)的字(zi)節碼(ma)。
int.class和Integer.class不是同一份(fen)字節碼,Integer.TYPE,TYPE代表包裝類(lei)對應(ying)的(de)基本類(lei)的(de)字節碼 int.class==Integer.TYPE
1 import java.util.Arrays; 2 3 /* 4 * 從這個例子看出即(ji)便字(zi)節(jie)碼相(xiang)同但(dan)是(shi)對象也不一定(ding)相(xiang)同,根本不是(shi)一回事 5 * 6 */ 7 public class TestReflect { 8 public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception { 9 int[] a = new int[3]; 10 int[] b = new int[]{4,5,5};//直接賦(fu)值后(hou)不(bu)可以指定(ding)長度(du),否則CE 11 int[][] c = new int[3][2]; 12 String[] d = new String[]{"jjj","kkkk"}; 13 System.out.println(a==b);//false 14 System.out.println(a.getClass()==b.getClass());//true 15 //System.out.println(a.getClass()==d.getClass()); //比較字節碼a和cd也沒法比 16 System.out.println(a.getClass());//輸出class [I 17 System.out.println(a.getClass().getName());//輸出[I,中括號表示(shi)數組,I表示(shi)整數 18 19 System.out.println(a.getClass().getSuperclass());//輸出class java.lang.Object 20 System.out.println(d.getClass().getSuperclass());//輸(shu)出class java.lang.Object 21 22 //由于父類都是Object,下(xia)面都是可以的 23 Object obj1 = a;//不可(ke)是Object[] 24 Object obj2 = b; 25 Object[] obj3 = c;//基本類(lei)型(xing)的(de)一(yi)位數(shu)組只可(ke)以當(dang)做Object,非(fei)得還可(ke)以當(dang)做Object[] 26 Object obj4 = d; 27 28 //注(zhu)意asList處理(li)int[]和String[]的(de)區別 29 System.out.println(Arrays.asList(b));//1.4沒有可變參數,使用的(de)是(shi)數組,[[I@1bc4459] 30 System.out.println(Arrays.asList(d));//[jjj, kkkk] 31 32 } 33 }
六.結束語
以上就是反射機(ji)制的(de)(de)簡(jian)單的(de)(de)使用(yong),顯然學過(guo)spring的(de)(de)朋友(you)一定(ding)明(ming)白(bai)了(le)(le),為(wei)什么(me)可以通過(guo)配(pei)置文件就可以讓我(wo)們(men)獲得指(zhi)定(ding)的(de)(de)方法和變(bian)量,在我(wo)們(men)創建對象的(de)(de)時候(hou)都是通過(guo)傳進string實現的(de)(de),就好像你需要什么(me),我(wo)們(men)去為(wei)你生(sheng)產(chan),還有(you)我(wo)們(men)一直(zhi)在用(yong)Object,這就說明(ming)java語(yu)言的(de)(de)動態特(te)性,依賴性大大的(de)(de)降低了(le)(le)。
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